FR3016742A1 - Dispositif d'amplification optique multimode - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'amplification optique multimode (1), notamment pour un système de télécommunications par fibres, comprenant une fibre amplificatrice (11) présentant un cœur central non dopé et un cœur annulaire dopé. Ce dispositif comprend en outre : - au moins un premier (20) et un second (22) réseaux à période longue asymétrique configurés pour transformer respectivement un premier et un second groupes de modes optiques de cœur central en entrée (3) en des premier et second modes optiques annulaires et orthogonaux, - une pompe optique (24), couplée à la fibre amplificatrice (11), - au moins un troisième (26) et un quatrième (28) réseaux à période longue asymétrique, associés respectivement au premier (20) et au second (22) réseaux à période longue et configurés pour transformer respectivement des premier et second groupes de modes optiques annulaires orthogonaux en des premier et second groupes de modes optiques de cœur central en sortie (7).

Description

Dispositif d'amplification optique multimode La présente invention concerne des dispositifs optiques à fibre, plus particulièrement des amplificateurs optiques, notamment pour des 5 fibres optiques multimodes. De nos jours, des réseaux de télécommunication haut débit / très haut débit sont réalisés sur la base d'une technologie optique comprenant d'une part des fibres optiques et d'autre part des composants optoélectroniques / optiques pour convertir un signal 10 électrique en un signal optique et vice-versa et pour traiter le signal optique au cours de la transmission dans la fibre, notamment pour le remettre en forme et pour l'amplifier. Dans ce contexte, on utilise généralement des fibres monomodes. Pour augmenter le débit, on a développé le multiplexage en 15 longueur d'onde (WDM), chaque longueur d'onde correspondant à un canal de transmission. Toutefois, les besoins de débits pour la transmission de données sont toujours croissants et le nombre de canaux en longueur d'onde ne peut pas être multiplié à l'infini, notamment du fait que la plage de 20 longueur d'onde utilisable dans une fibre optique est limitée notamment par la largeur de la courbe de gain des amplificateurs dans les télécommunications à longue distance et qu'il faut respecter des espacements entre les canaux proches pour éviter la diaphonie (« crosstalk » en anglais). 25 Ainsi, des concepts basés sur le multiplexage spatial de modes (SDM pour « spatial division multiplexing» en anglais) notamment sur des fibres multi-coeur (MCF pour « multi core fibers ») ou des fibres faiblement multimodes (FMF pour « few mode fibers», c'est-à-dire des fibres dont le nombre de modes optiques est faible, typiquement de 2 à 30 10 modes) ont été proposés pour répondre à cette attente.

Ces concepts sont d'autant plus attractifs qu'ils peuvent se combiner au multiplexage en longueur d'onde. Cependant, ces concepts SDM nécessitent de revoir le fonctionnement des liens optiques ainsi que de tous les composants 5 d'un réseau optique, notamment les amplificateurs à fibre dopée d'Erbium (EDFA pour « Erbium doped fiber amplifier » en anglais). Pour ces derniers, il se pose en particulier le problème de l'équilibrage de gain lors de l'amplification entre les différents canaux SDM. 10 Un élément clé pour cette nouvelle technologie est donc de pouvoir proposer des amplificateurs optiques à fibre pouvant traiter efficacement les signaux optiques en entrée. On connaît du document EP 1 858 128 un amplificateur optique comprenant une pompe optique et un dispositif optique, comprenant: 15 - une fibre optique d'entrée supportant un mode optique d'ordre inférieur, - un premier convertisseur de modes optiques destiné à convertir le mode d'ordre inférieur à un premier mode d'ordre supérieur, et - un segment de gain connecté au convertisseur de modes optiques, 20 le segment de gain comprenant une fibre optique supportant le premier mode d'ordre supérieur, la fibre optique dans le segment de gain comprenant un coeur. Cet amplificateur optique utilise une fibre présentant un coeur central et un coeur annulaire qui peut être dopé. Les convertisseurs de 25 modes optiques peuvent être des réseaux à long pas (LPG pour « long pitch grating » en anglais). Il faut noter que cet amplificateur n'est pas adapté aux télécommunications mais aux lasers à fibres.L'article « First demonstration of multimode amplifier for spatial division multiplexed 30 transmission systems » par Y. Yung, S. Alam, Z. Li, A. Dhar, D. Giles, Giles, J. Sahu, L. Grüner-Nielsen, F. Poletti, et D. J. Richardson dans 37th European Conference and Exposition on Optical Communications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper Th.13.K.4. » décrit l'amplification simultané de deux modes optiques dans une fibre dual mode. L'article « A higher-order-mode Erbium-doped-fiber amplifier » par J. W. Nicholson, J. M. Fini, A. M. DeSantolo, E. Monberg, F. DiMarcello, J. Fleming, C. Headley, D. J. DiGiovanni, S. Ghalmi, and S. Ramachandran décrit la transformation d'un mode optique d'ordre inférieur en un mode optique d'ordre supérieur à l'aide d'un LPG. Ceci a eu pour effet que le mode de pompe et le mode à amplifier se propageaient ensemble dans le même mode d'ordre élevé ce qui a eu pour effet d'optimiser le recouvrement entre le signal à amplifier et le signal de pompage de sorte que la longueur d'amplification de la fibre peut être réduite.

Ce dispositif est destiné à l'amplification d'impulsions laser (forte puissance) et il n'y pas d'intérêt exprimé pour les télécommunications. La référence (G. Le Cocq, L. Bigot, A. Le Rouge, M. Bigot-Astruc, P. Sillard, C. Koebele, M. Salsi, et Y. Quiquempois, "Modeling and characterization of a few-mode EDFA supporting four mode groups for mode division multiplexing," Optics Express 20, 27051 (2012) décrit une étude expérimentale et numérique d'un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) supportant quelques modes (Few Mode, FM) adapté au multiplexage modal (Mode Division Multiplexing MDM). Un FM-EDFA a été conçu pour amplifier les groupes de modes LP11 et LP21 avec des gains de plus de 20 dB et une différence modale de gain inférieure à 1 dB. Cette égalisation de gain modal est obtenue en adaptant la distribution spatiale de l'erbium à l'intérieur du coeur de la fibre avec un profil en forme d'anneau. Toutefois, l'équilibrage du gain entres les divers groupes de modes 30 est complexe et ne peut être obtenu que pour certaines conditions précises. Si les conditions de fonctionnement sont modifiées, par exemple en changeant la puissance transmise des signaux optiques, on perd cet équilibrage de gain entre les groupes de modes. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif 5 d'amplification optique multimode optimisé qui permet de contrôler le gain différentiel entre groupes de modes optiques amplifiés. Selon un but supplémentaire pouvant être pris seul ou en combinaison avec le premier, on souhaite proposer un dispositif d'amplification optique multimode optimisé qui n'engendre pas de 10 diaphonie entre différents canaux qui sont amplifiés simultanément. A cet effet, la présente invention propose un dispositif d'amplification optique multimode, notamment pour un système de télécommunications par fibres, comprenant une fibre amplificatrice présentant un coeur central non dopé et un coeur annulaire dopé, 15 caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - au moins un premier et un second réseaux à période longue asymétrique configurés pour transformer respectivement un premier et un second groupes de modes optiques de coeur central en entrée en des premier et second groupes de modes optiques annulaires et 20 orthogonaux, - une pompe optique, couplée à la fibre amplificatrice, - au moins un troisième et un quatrième réseaux à période longue asymétrique, associés respectivement au premier et au second réseaux à période longue et configurés pour transformer respectivement des 25 premier et second groupes de modes optiques annulaires orthogonaux en des premier et second groupes de modes optiques de coeur central en sortie.

Le dispositif selon l'invention peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ou aspects suivants pris seuls ou en combinaison : Selon un aspect, la longueur d'amplification du premier groupe de modes optiques définie par la distance entre le premier et le troisième réseaux à période longue asymétrique d'une part et la longueur d'amplification du deuxième groupe de modes optiques définie par la distance entre le second et le quatrième réseaux à période longue asymétrique d'autre part sont choisies de manière à obtenir une valeur prédéfinie de gain différentiel entre le premier groupe de modes et le second groupe de modes. La valeur prédéfinie de gain différentiel entre le premier groupe de modes optiques et le second groupe de modes optiques est par exemple minimisée, en particulier proche de zéro ou zéro.

Selon un autre aspect, le premier groupe de modes optiques est un groupe de modes LP11 et le second groupe de modes optiques est un groupe de modes LP21. Le coeur central de la fibre amplificatrice est par exemple similaire au coeur d'une fibre faiblement multimodal FMF à laquelle elle est destinée à être raccordée. Selon encore un autre aspect, le coeur annulaire est dopé d'un élément de terre rare, en particulier d'erbium Er3+. On prévoit que la pompe optique est de géométrie annulaire. Le mode de pompage de la pompe optique annulaire est un mode LP02 de préférence. Selon encore un autre aspect, les indices de réfraction du coeur central non dopé et du coeur annulaire dopé sont différents, en particulier l'indice de réfraction du coeur central non dopé est inférieur à celui du coeur annulaire dopé.

On peut également prévoir que les indices de réfraction du coeur central non dopé et du coeur annulaire dopé et l'espacement entre le coeur central et le coeur annulaire sont choisis de manière à obtenir une différence entre indices effectifs des groupes de modes supérieure à 1,5 10' Selon un développement, on prévoit que les signaux optiques des groupes de modes optiques soient multiplexés en longueur d'onde. L'invention concerne également un laser à fibre caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'amplification optique multimodale tel que défini ci-dessus. L'invention concerne en outre un capteur de mesure à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'amplification optique multimodale tel que défini ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de 15 la description de l'invention, ainsi que des figures suivantes sur lesquelles : - la figure 1 montre un schéma d'un exemple d'un dispositif d'amplification optique selon l'invention, - la figure 2 montre une vue en coupe transversale de la fibre 20 amplificatrice du dispositif de la figure 1, et - la figure 3 montre sur un schéma un exemple des divers indices de réfraction de la fibre de la figure 2 en fonction du rayon. Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. 25 La figure 1 montre un mode de réalisation d'un dispositif d'amplification optique multimode 1 selon l'invention. Ce dispositif d'amplification optique multimode 1 est destiné à être connecté à son entrée 3 à une fibre faiblement multimode (FMF pour « few mode fiber ») 5 dans laquelle circulent des signaux optiques 30 à amplifier, par exemple sous les groupes de modes L13,, d'une part et LP21 d'autre part et à sa sortie 7 à une autre une fibre faiblement multimode (FMF pour « few mode fiber ») 9 dans laquelle circulent des signaux optiques amplifiés respectivement sous les groupes de modes optiques LPll et LP21.

LP11 et LP21 sont des modes optiques de coeur c'est-à-dire des modes optiques pour lesquels la répartition du champ électrique se situe principalement dans la région du coeur de la fibre à l'inverse des modes optiques annulaires, par exemple LP21, LP31 ou LP02 qui sont les modes optiques pour lesquels le champ électrique est principalement réparti sur le coeur annulaire. Dans le cas présent, chaque groupe de modes optiques comprend deux groupes de modes optiques possédant chacun deux orientations et chaque orientation a deux polarisations c'est-à-dire on a défini ici en tout huit canaux optiques de transmission. Bien entendu, ce qui précède n'est qu'un exemple et est généralisable à un nombre supérieur de canaux. Le dispositif d'amplification optique multimode 1 comprend une fibre amplificatrice 11, par exemple en silice. En fonction de la plage de longueur d'onde visée et de l'application, d'autres types de fibres que les fibres en silice, par exemple des fibres en chalcogénures, des fibres en plastiques peuvent être utilisées pour permettre d'atteindre d'autres plages de longueur d'onde en particulier dans l'infrarouge. Comme on le voit sur la figure 2 qui montre une section transversale de la fibre amplificatrice 11, celle-ci présente un coeur central 13 non dopé d'éléments amplificateurs (notamment terres rares), une première gaine 14 de silice, un coeur annulaire dopé 15 notamment d'un élément amplificateur optique tel que des terres rares et une gaine extérieure 16 de silice (« cladding » en anglais).

Dans le présent exposé, on entend par « dopé » un dopage avec au moins un élément amplificateur (notamment un élément de terre rare) permettant une amplification de signaux optiques. Le coeur annulaire 15 est par exemple dopé d'erbium Er3+ pour 5 servir à amplifier les signaux optiques notamment dans une plage de longueurs d'onde appropriée aux télécommunications par un pompage optique. D'autres dopants peuvent également être envisagés pour réaliser l'amplification sur d'autres plages de longueurs d'ondes autour de la 10 longueur d'onde de 1 1.1m, par exemple un dopage en Ytterbium (Yb) pour une plage de longueurs d'ondes autour de 1020 nm à plus de 1050nm, du thulium (bande d'amplification de 1.7 à 2 1.1m) ou de l'holmium (2 à 2,4 1.1m). La figure 3 montre plus en détail sur un graphique un exemple de 15 l'indice de réfraction de la fibre amplificatrice 11 en fonction du rayon r. Comme on peut le voir, le coeur central possède par exemple un rayon a de 4,2 1.1m, est espacé du coeur annulaire de (b-a) = 1,8 1.1m, la largeur du coeur annulaire étant de (c-b)=2 pm (a=4,2 1.1m, b= 6 1.1m, c= 8 1.1m). 20 Par rapport à la silice ayant un indice de n_silica=1,444, le coeur central 13 possède un indice de réfraction n1= n_silica + An1, An1 étant par exemple égal à 0,02 tandis que le coeur annulaire dopé 15 possède un indice de réfraction n2= n_silica + An2, An2 étant par exemple égal à 0,022 et donc différent de An1 et dans le cas spécifique traité ici 25 supérieur à celui-ci. Cette configuration dans laquelle l'indice du coeur central 13 est inférieur à celui du coeur annulaire dopé 15 est préférée, car elle permet de réduire la longueur de réseaux à période longue (LPG) 20, 22, 26 et 26 disposés dans la fibre 11. Néanmoins l'indice du coeur central 13 peut être supérieur ou égal à l'indice du coeur annulaire. Le diamètre total de la fibre est par exemple d'environ 125 11m. Ces valeurs sont données à titre d'exemple, mais on peut les 5 modifier en respectant le fait qu'il n'y ait pas de phénomène de résonance ni de couplage ni entre les modes du coeur central 13 d'une part et ni entre les modes du coeur annulaire 15 d'autre part pour les groupes de modes choisis. De plus, on veille à ce que les indices de réfraction du coeur central non dopé 13 et du coeur annulaire dopé 15 et 10 l'espacement (b-a) entre le coeur central 13 et le coeur annulaire 15 soient choisis de manière à obtenir une différence entre les indices effectifs des modes des deux groupes supérieure à 1,5 104 pour éviter le couplage entre les modes qui serait induit par les courbures macroscopiques de la fibre ou des perturbations de celle-ci. 15 Le dispositif d'amplification optique multimode 1 comprend de plus au moins un premier 20 et un second 22 réseaux à période longue (LPG - pour « long period grating » en anglais) asymétrique. Ces réseaux 20 et 22 LPG à période longue sont inscrits / réalisés dans la fibre amplificatrice 11 au niveau de l'entrée 3 et configurés pour 20 transformer respectivement un premier et un second groupes de modes de coeur (comme définis plus haut) en entrée en des premier et second modes annulaires (comme définis plus haut) et orthogonaux. Pour inscrire ces réseaux LPG à période longue dans la fibre amplificatrice, par exemple en réalisant des modulations d'indice d'environ 3x104, on 25 peut utiliser une technologie d'inscription par un laser CO2, des lasers fs (femto-seconde) ou des lasers UV. Par réseau à période longue asymétrique, on entend un réseau à période longue non inscrit sur la totalité de la section transverse de la fibre mais seulement asymétriquement sur une partie de la section 30 transverse (voir par exemple Y.-P Wang et al. « Asymétric long period fiber gratings fabricated by use of CO2 laser to carve periodic grooves on the optical fiber » Applied Physics Letters 89, 151105-151105-3 (2006). Dans le présent exemple, le réseau LPG 20 à période longue pour 5 convertir un groupe de modes LP12 en mode LP21, la période du réseau LPG 20 est de A=254 pm et la longueur de couplage est de L = 6,4 cm. Concernant le réseau LPG 22 à période longue pour convertir un groupe de modes LP22 en modes LP,,, la période du réseau 22 est de A=1269 pm et la longueur de couplage est de L = 1,8 cm. 10 Le dispositif d'amplification optique multimode 1 dispose de plus d'une pompe optique notamment de géométrie annulaire, couplée à la fibre amplificatrice 11 de manière connue. Par pompe optique de géométrie annulaire, on entend que la pompe optique possède un ou plusieurs modes de pompage ayant un fort recouvrement géométrique 15 avec le coeur annulaire dopé 15. La pompe optique elle-même n'est pas représentée en tant que telle sur la figure 1, mais seulement représentée en tant que schéma d'un exemple d'un mode LP02 24 comme mode de pompage. Ce mode LP02 possède une distribution d'énergie de forme annulaire ayant un fort 20 recouvrement avec le dopage amplificateur, et peut ainsi servir de mode de pompage optique à tous les modes annulaires orthogonaux. La puissance de pompage est par exemple de 150 mW. En variante, une pompe multimode peut convenir aussi, mais nécessite d'augmenter la puissance de la pompe. 25 Puis, au moins un troisième 26 et un quatrième 28 réseaux LPG à période longue, associés respectivement au premier 20 et au second 22 réseaux LPG à période longue sont disposés au niveau de la sortie 7 de la fibre amplificatrice 11 et configurés pour transformer respectivement des premier et second groupes de modes annulaires orthogonaux en des premier et second groupes de modes de coeur central 13 en sortie. Les réseaux à période longue 20, 22, 26 et 28 sont donc des réseaux à période longue asymétriques, c'est-à-dire qu'ils couplent des 5 modes de symétrie différente. Le réseau LPG 26 possède les mêmes caractéristiques que le réseau LPG 20 et le réseau LPG 28 possède les mêmes caractéristiques que réseau LPG 22. On comprend donc que la longueur d'amplification du premier 10 groupe de modes Ll est définie par la distance entre le premier 20 et le troisième 26 réseaux à période longue et que la longueur d'amplification du deuxième groupe de modes L2 est définie par la distance entre le second 22 et le quatrième réseaux 28 à période longue. Etant donné que les premier et second groupes de modes 15 annulaires sont orthogonaux les uns par rapport aux autres, on peut ajuster indépendamment les longueurs d'amplification Ll et L2 de ces deux groupes de modes annulaires en choisissant la distance entre les réseaux LPG à période longue 20 et 26 d'une part et la distance entre les réseaux LPG à période longue 22 et 28 d'autre part. 20 Cette caractéristique est particulièrement intéressante pour régler et ajuster le gain différentiel entre des premier et second groupes de modes annulaires orthogonaux dans la fibre amplificatrice 11, en particulier pour obtenir une valeur prédéfinie, de préférence minimale, par exemple égale à zéro ou proche de zéro. 25 Des gains de plus de 20 dB à 1530 nm ont été constatés pour une fibre amplificatrice 11 ayant une longueur d'environ 17 m ou plus. La valeur prédéfinie du gain différentiel peut aussi être différente de zéro, par exemple pour compenser la perte différentielle entre groupes de modes dans la fibre faiblement multimode FMF ou à la connexion entre la FMF et l'amplificateur. Selon une variante, les réseaux 20 et 22 LPG à période longue sont inscrits / réalisés dans une fibre identique à la fibre amplificatrice 11, 5 mais sans dopage d'erbium et couplée à celle-ci. Selon un cas général, le nombre de réseaux à période longue asymétrique en entrée est égal à N (N étant un nombre entier supérieur ou égal à deux) pour transformer respectivement N groupes de modes optiques de coeur central en entrée en N modes optiques annulaires et 10 orthogonaux, et le nombre de réseaux à période longue asymétrique en sortie est aussi égal à N. Ces réseaux à période longue asymétrique en sortie sont associés respectivement aux N réseaux à période longue en entrée et configurés pour transformer respectivement les N groupes de modes optiques annulaires et orthogonaux en N groupes de modes 15 optiques de coeur central en sortie. On comprend donc que le dispositif d'amplification optique multimode permet d'amplifier chaque groupe de modes de façon indépendante et de tenir compte ainsi de la spécificité de perte de 20 chaque groupe de modes dans la fibre faiblement multimode (FMF) et/ou de la spécificité de l'amplification de chaque groupe de modes dans la fibre amplificatrice 11. Le dispositif d'amplification optique multimode fonctionne de la manière suivante : 25 Depuis la fibre 5 faiblement multimode, les groupes de modes LP11 et LP21 (voir figure 1) sont couplés dans la fibre amplificatrice 11 et excitent par ce couplage respectivement les groupes de modes L1312 et LP22 (représentés sur la figure 1).

Puis, le réseau 20 à période longue (LPG) convertit le groupe de modes optiques LP12 en groupe de modes optiques annulaires LP21 (voir figure 1), et le réseau 22 à période longue (LPG) convertit le groupe de modes optiques LP22 en groupe de modes optiques annulaires LP31 (voir figure 1) pour l'amplification de ces groupes de modes optiques. Les groupes de modes optiques LP21 et LP31 possèdent un recouvrement similaire avec le mode de pompage 26 LP02, de sorte que le gain d'amplification est assez similaire pour chacun des groupes de modes optiques LP21 et LP31. Le groupe de modes optiques annulaire LP21 est amplifié sur la distance Ll tandis que le groupe de modes optiques LP31 est amplifié sur la distance L2. Ensuite, le réseau 26 à période longue (LPG) convertit le groupe de modes optiques LP21 en groupe de modes optiques annulaires LP12 (voir figure 1), et le réseau 22 à période longue (LPG) convertit le groupe de modes optiques LP31 en groupe de modes optiques annulaires LP22 (voir figure 1). La sortie de la fibre amplificatrice 11 est couplée à une fibre faiblement multimodale (FMF) 9 et ce couplage excite dans la fibre FMF 9 les modes de coeur LP11 et LP2iqui circulent ensuite dans la fibre FMF 9 20 (voir figure 1) Selon une variante applicable en particulier dans le domaine des télécommunications autour de la longueur d'onde de 1550 nm, la fibre amplificatrice 11 possède les paramètres suivants : Le coeur central possède par exemple un rayon a de 4,5 1.1m, est 25 espacé du coeur annulaire de (b-a) = 1,5 1.1m, la largeur du coeur annulaire étant de (c-b)=3 1.1m (a=4,5 1.1m, b=6 1.1m, c=9 1.1m). Par rapport à la silice ayant un indice de n_silica=1,444, le coeur central 13 possède un indice de réfraction n1= n_silica + On1, Ani étant par exemple égal à 0,018 tandis que le coeur annulaire dopé 15 possède un indice de réfraction n2= n_silica + An2, An2 étant par exemple égal à 0,020 et donc différent de An,. Le diamètre total de la fibre est par exemple de 12511m environ. Dans cette configuration, pour les réseaux LPG 20 et 26 à période 5 longue pour convertir un groupe de modes L1312 en mode LP21 et vice versa, la période du réseau 20 ou 26 est de A=479 -Rm et la longueur de couplage est de L = 4,3 cm. Pour les réseaux LPG 22 ou 28 à période longue pour convertir un groupe de modes optiques LP22 en modes optiques L1331 et vice versa, la 10 période du réseau 22 ou 28 est de A=198 1.1m et la longueur de couplage est de L = 9,6 cm. Dans cette configuration, des gains de plus de 20 dB ont été obtenus pour une longueur de fibre amplificatrice de 15 m et une puissance de pompage optique de 150 mW.

15 Le dispositif d'amplification optique multimodal peut non seulement être utilisé dans un amplificateur en ligne d'un système de télécommunications mais aussi dans un laser à fibre ou encore un capteur de mesure à fibre optique. De plus, le dispositif présenté ci-dessus peut s'étendre sans 20 difficultés à plusieurs longueurs d'ondes et être utilisé dans les technologies WDM (multiplexage en longueurs d'ondes) ce qui permet de multiplier encore davantage le nombre de canaux de transmission. Dans ce cas, les signaux optiques d'un canal spatial, c'est-à-dire un mode optique d'une orientation et d'une polarisation peut se composer des 25 signaux de plusieurs longueurs d'ondes, donc multiplexés en longueur d'onde.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'amplification optique multimode (1), notamment pour un système de télécommunications par fibres, comprenant une fibre amplificatrice (11) présentant un coeur central non dopé (13) et un 5 coeur annulaire dopé (15), caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - au moins un premier (20) et un second (22) réseaux à période longue asymétrique configurés pour transformer respectivement un premier et un second groupes de modes optiques de coeur central en entrée (3) en des premier et second groupes de modes optiques 10 annulaires et orthogonaux, - une pompe optique (24), couplée à la fibre amplificatrice (11), - au moins un troisième (26) et un quatrième (28) réseaux à période longue asymétrique, associés respectivement au premier (20) et au second (22) réseaux à période longue et configurés pour transformer 15 respectivement des premier et second groupes de modes optiques annulaires orthogonaux en des premier et second groupes de modes optiques de coeur central en sortie (7).
2. 2. Dispositif d'amplification selon la revendication 1, selon lequel la longueur d'amplification (L1) du premier groupe de modes optiques 20 définie par la distance entre le premier (20) et le troisième (26) réseaux à période longue asymétrique d'une part et la longueur d'amplification (L2) du deuxième groupe de modes optiques définie par la distance entre le second (26) et le quatrième (28) réseaux à période longue asymétrique d'autre part sont choisies de manière à obtenir une valeur prédéfinie de 25 gain différentiel entre le premier groupe de modes et le second groupe de modes.
3. 3. Dispositif d'amplification selon la revendication 2, selon lequel la valeur prédéfinie de gain différentiel entre le premier groupe de modes optiques et le second groupe de modes optiques est minimisée.
4. 4. Dispositif d'amplification selon la revendication 3, selon lequel la valeur prédéfinie de gain différentiel entre le premier groupe de modes optiques et le second groupe de modes optiques est proche de zéro ou zéro.
5. 5. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel le premier groupe de modes optiques est un groupe de modes L1311 et le second groupe de modes optiques est un groupe de modes LP21.
6. 6. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 5, selon lequel le coeur central (13) de la fibre amplificatrice (11) est similaire au coeur d'une fibre faiblement multimodal FMF à laquelle elle est destinée à être raccordée.
7. 7. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel le coeur annulaire (15) est dopé d'un 15 élément de terre rare, en particulier d'erbium Er3+.
8. 8. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel la pompe optique est de géométrie annulaire.
9. 9. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 8, selon lequel le mode de pompage de la pompe optique est un mode LP02.
10. 10. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, selon lequel les indices de réfraction du coeur central non dopé (13) et du coeur annulaire dopé (15) sont différents. 25
11. 11. Dispositif d'amplification selon la revendication 10, selon lequel l'indice de réfraction du coeur central non dopé (13) est inférieur à celui du coeur annulaire dopé (15).
12. 12. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, selon lequel les indices de réfraction du coeurcentral non dopé (13) et du coeur annulaire dopé (15) et l'espacement entre le coeur central (13) et le coeur annulaire (15) sont choisis de manière à obtenir une différence entre indices effectifs des groupes de modes supérieure à 1,5 104.
13. 13. Dispositif d'amplification selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, selon lequel les signaux optiques des groupes de modes optiques sont multiplexées en longueur d'onde.
14. 14. Laser à fibre caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'amplification optique multimodale selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 12.
15. 15. Capteur de mesure à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'amplification optique multimodale selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15